Energie aus Wildpflanzen

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1 Energie aus Wildpflanzen Lösungsansatz für die Entschärfung der Konkurrenz zwischen Bioenergieproduktion und Naturschutz? Dr. Birgit Vollrath Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau Wissenschaftliche Tagung Nutzungskonkurrenzen in der Landwirtschaft Ursachen, Auswirkungen und Lösungsansätze, DAF, Braunschweig,

2 Gliederung Problemstellung und Projektziele Material und Methoden: Artauswahl, Standorte Potentiale für den Naturschutz: Kulturführung, Bestandsentwicklung, Erntetermin, Eingriffshäufigkeit, Artenvielfalt, Habitatnutzung Potentiale als Biogassubstrat: Methanausbeute, Ertrag, Praxiseignung, Kosten Zusammenfassung, Schlussfolgerungen

3 Folgen des steigenden Flächenbedarfs und des Energiepflanzenanbaus Zunahme der Maisanbaufläche Intensivierung der ackerbaulichen Nutzung Reaktivierung von Brachen und Stilllegungsflächen, Grünlandumbruch Nutzung von Restflächen und wertvollen Flächen (Feuchtgebiete, Moore) Hohe Einsatzmengen an Dünger und PSM Frühe Erntetermine (Grünland, Zweikulturnutzung)

4 Auswirkungen auf den Lebensraum Agrarlandschaft und Gefährdungspotentiale Verarmung des Landschaftsbilds Verlust an Strukturen und Nahrungshabitaten (z. B. Blüten) Abnahme der Lebensraum- und Artenvielfalt, Tierverluste durch frühe/häufige Erntetermine Starke Bodenbeanspruchung (Verdichtung, Erosion, Humusverlust, Nähstoffanreicherung) Nährstoff- und Pestizideinträge in Oberflächengewässer und Grundwasser, Verlust von Verdünnungsflächen Phytosanitäre Probleme

5 Das Projekt Energie aus Wildpflanzen Artenreiche, mehrjährige Ansaaten... = Lebensraum für eine Vielzahl von Tier- und Pflanzenarten als Anbausystem in die deutschlandweite Energiepflanzenproduktion zu integrieren = landwirtschaftliche Produktionsfläche Naturschutz + Bioenergieproduktion auf einer Fläche?

6 Das Projekt Energie aus Wildpflanzen Laufzeit: 7/ /2011; geplant: 1/ /2014

7 Hintergrund und Erfahrungen Seit 1999 Projekte mit Ansaaten von Wildpflanzen zur Aussaat auf Brache- und Stilllegungsflächen zur Lebensraumverbesserung in der Agrarlandschaft z.b.: Lebensraum Brache ( , DBU), ha in BY angelegt (2010) Mit Biotopverbund in die Kulturlandschaft des neuen Jahrtausends ( , BayStMELF) ökologische Zielrichtung ohne Düngung teilweise hohe Biomassezuwächse 5 Standjahre stabile Bestände

8 Projektziele Mehrjährige Wildpflanzenmischungen zur Biogasgewinnung in Praxisanlagen durch Entwicklung spezieller Mischungen An die Funktion angepasste Kulturführung (Düngung, Erntetermin) Entwicklungsziele: Ertragsmaximierung (Biomasse, Gärausbeute) Aufwandsminimierung Mehrjährige Bestandsstabilität hohe Erträge bei einer Ernte pro Jahr Praxiseignung (Erntetechnik, Konservierung; Saatgut)

9 Pflanzenauswahl Ausschlusskriterien Risikominimierung (Florenverfälschung): Neigung zur Auswilderung? Gefahr der Einkreuzung in die Wildflora? Ausschlusskriterien zum Anbau: Eignung zur Ansaat in Mischungen? Eignung zur Biogasproduktion? Saatgutproduktion wirtschaftlich? 80 Arten im Versuch Einjährige (Kultur-) Arten Zweijährige Arten Mehrjährige Arten

10 Saatmischungen Zielvorgaben Einsatzgebiete Ökonomische Optimierung Keine Herkunftsvorgaben Bei Stauden nur heimische Arten Heimische Herkünfte Vorteil: späte Blüte auch unter Nutzung von Förderinstrumenten (z. B. Agrarumweltprogramme) Insgesamt ca. 40 Arten 14 bis 24 Arten pro Mischung Lockere Struktur Hohe Artenzahlen Wertvolle Arten auch Vertragsnaturschutz, AE-Maßnahme?

11 Saatmischungen Zielvorgaben Standorte Ökonomische Optimierung Keine Herkunftsvorgaben Bei Stauden nur heimische Arten Heimische Herkünfte mäßigfrische Standorte (f) trockene Standorte (t) mäßigfrische Standorte (f) trockene Standorte (t) Praxisflächen (t/p) (14 24 Arten in 2011)

12 Versuchsstandorte Praxisflächen: 2009: Erste Flächen in Bayern 2010: Neu angelegte Flächen in 5 Bundesländern 25 ha bei 16 Landwirten 2011: Neu angelegte Flächen in 12 Bundesländern 200ha bei 70 Landwirten Parzellenversuche:

13 Versuchsstandorte (Parzellenversuche) NW-dt. Tiefland bei Oldenburg und im Saterland schwach saure, leicht humose Sandböden Niedrige Bodenzahlen (<30) Bei Osnabrück (nur 2011) Bei Dorsten (nur 2010) Unterfranken bei Würzburg und bei Miltenberg kalkhaltige Lehmböden, Hohe Bodenzahlen (bis 80)

14 Niederschlagssumme [mm] Versuchsstandorte (Parzellenversuche) Niederschlagssummen: langj langj langj Würzburg Miltenberg Oldenburg

15 Gliederung Problemstellung und Projektziele Material und Methoden: Artauswahl, Standorte Potentiale für den Naturschutz: Kulturführung, Bestandsentwicklung, Erntetermin, Eingriffshäufigkeit, Artenvielfalt, Habitatnutzung Potentiale als Biogassubstrat: Methanausbeute, Ertrag, Praxiseignung, Kosten Zusammenfassung, Schlussfolgerungen

16 Bestandsgründung, Kulturführung Ansaat ab April, feinkrümeliges, abgesetztes Saatbett, oberflächliche Samenablage, anwalzen Pflanzenschutz im Allgemeinen nicht erforderlich! Düngung Düngeversuche erst ab 2012 geplant! Sollwerte zur N-Düngung (vorläufig Festlegung): im Versuch: 1. SJ: 100 kgn/ha; ab 2. SJ: 110 kgn/ha (als KAS) Auf Praxisflächen: 1. SJ: 100 kgn/ha; ab 2. SJ: 150 kg N/ha N-Versorgung über Beimischung von Leguminosen

17 Bestandsstruktur 1. Standjahr Praxistestmischung, Würzburg, 2009

18 Ertragsbildende Arten im 1. Standjahr Stauden Spontane Arten Melilotus albus Helianthus annuus einjährige Arten Malva verticillata Praxistestmischung, Würzburg, 2009

19 Neuansaaten 2011 Praxistestmischung, Straubing,

20 Blütenreichtum im 1. Standjahr Oldenburg (2009) Würzburg (2009)

21 Bestandsstruktur 2. Standjahr Praxistestmischung, Würzburg, 2010

22 Ertragsbildende Arten im 2. Standjahr Spontane Arten Zweijährige Arten Tanacetum vulgare Cichorium intybus Artemisia vulgaris Centaurea spec. Stauden Medicago sativa Praxistestmischung, Würzburg, 2010

23 Bestandsstruktur 3. Standjahr Praxistestmischung, Oldenburg 2011

24 Blütenreichtum im 2. und 3. Standjahr Oldenburg ( ) Ansaat 2009 als Maisuntersaat Würzburg ( ) Ansaat 2009

25 Trockenmasseanteil [TM/FM] Trockenmasseanteil und Erntetermin (Ansaat 2009) 0,7 Erstes Standjahr Silomais Zweites Standjahr 0,6. 0,5 Ende Sept. bis Oktober Mitte bis Ende August Mitte Juli bis September Mitte Juli bis August ERNTE- TERMIN 0,4 bis Oktober! Ansaat ,3 0,2 0,1 0,0 t f t f Mais t f t f (2009) Erweitertes Heimische Erweitertes Heimische Herkunftsspektrum Stauden Herkunftsspektrum Stauden ART- KOMBINATION

26 Erntetermine Erntetermine außerhalb der Setz-, Brut- und Aufzuchtzeiten von Wildtieren und Vögeln

27 Eingriffshäufigkeit Bodenvorbereitung Ansaat Düngung Pflanzenschutz Ernte konventionelle Ackernutzung Zwei-Kultur-Nutzung Wildpflanzenanbau mit 5-jähriger Nutzung 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr 4. Jahr 5. Jahr

28 Faunistische Untersuchungen Prüfung der Hypothese: Die Ansaatflächen zur Biogasgewinnung bieten Lebensraum für eine Vielzahl verschiedener Tierarten als Quartier bzw. Einstandsmöglichkeit als Nahrungshabitat zur Vermehrung bzw. Aufzucht von Jungtieren Arten- und Naturschutzmaßnahme, Erhöhung der biologischen Vielfalt in der Agrarlandschaft

29 Artenzahl Artenzahl Artenvielfalt bei Arthropoden Aufsummierte Artenzahlen (Bodenfallenfänge, Tagfalter) SJ 2. SJ 1. SJ Mais 234 Arten, davon 21 Rote-Liste-Arten Artengruppen (Beifänge) Tagfalter Ameisen Wanzen Laufkäfer 0 Spinnen SJ 2. SJ 1. SJ Mais + hohe Bodengüte 227 Arten, davon 24 Rote-Liste-Arten - geringe Bodengüte Helmut Stumpf, ÖAW

30 Anzahl Tiere 20 Nahrungshabitat für Pollenund Nektarsammler Blütenkontakte pro Minute Pollensammler Nektarsammler 0 Honigbienen Hummeln andere Wildbienen Schwebfliegen Schmetterlinge Dr. Ingrid Illies, Fachzentrum Bienen, LWG

31 Nahrungshabitat für Fledermäuse Registrierung der Rufe Hartwig Brönner, Marc Sitkewitz (LBV) 2009: 7 Arten bei der Jagd 2010: 9 Arten bei der Jagd Alle: Anhang IV der FFH-Richtlinie

32 Nahrungs- und Bruthabitat für Vögel Hartwig Brönner, Marc Sitkewitz (LBV) H. Tuschel 2009: bei Bad Kissingen 30 verschiedene Vogelarten, davon 15 Rote-Liste-Arten Starke Feldlerchenpopulation 2010: bei Würzburg 24 verschiedene Vogelarten, davon 10 Rote-Liste-Arten

33 Zusammenfassung (Naturschutz) Mehrjährigkeit (Bodenruhe), wenige produktionsbedingte Eingriffe; Ernte außerhalb der Nist- und Aufzuchtzeiten, Strukturvielfalt über das im ganze Jahr Reduzierter Mitteleinsatz (Dünger, PSM) Hohe Artenvielfalt bei Pflanzen; bei fast allen Tiergruppen höhere Artenzahlen als auf dem Vergleichsstandort Maisacker, auch bei besonders naturschutzrelevanten Arten; Nutzung als Nahrungs- und Reproduktionshabitat (epigäische Arthropoden, Blütenbesucher, Vögel, Fledermäuse) Hoher naturschutzfachlicher Wert

34 Gliederung Problemstellung und Projektziele Material und Methoden: Artauswahl, Standorte Potentiale für den Naturschutz: Kulturführung, Bestandsentwicklung, Erntetermin, Eingriffshäufigkeit, Artenvielfalt, Habitatnutzung Potentiale als Biogassubstrat: Methanausbeute, Ertrag, Praxiseignung, Kosten Zusammenfassung, Schlussfolgerungen

35 Methanausbeute [Nl /(kg otm)] Methanausbeute der Artkombinationen zum Erntetermin Standorte Würzburg und Oldenburg (Ansaat 2009) Mittelwerte für die vier Artkombinationen (Laborbestimmung) 400 Erstes Standjahr Silomais Zweites Standjahr t f t f Mais t f t f Heimische (2009) Erweitertes Stauden Herkunftsspektrum Erweitertes Herkunftsspektrum Heimische Stauden ART- KOMBINATION

36 30/08 30/08 33/08 33/08 33/09 35/10 31/09 33/09 36/10 29/10 33/10 29/10 27/ /10 Pulling Aiterhofen Günterleben Güntersleben Güntersleben Güntersleben Güntersleben Oldenburg Oldenburg Oldenburg Oldenburg Methanausbeute [Nl/kgoTS] Güntersleben Güntersleben Oldenburg/Günterleben Trockenmassegehalt [%] Optimierung des Erntetermins Methanausbeute und Trockenmassegehalt der Praxistestmischung 400 Erstes Standjahr Ansaat 2009 und 2010 Zweites Standjahr Ansaat 2009 Silomais

37 Optimierung der Artzusammensetzung durch Reduzierung der Anteile von Arten mit zu früher Lignifizierung Würzburg, September 2009 Oldenburg, Juli Standjahr, Erweitertes Herkunftsspektrum 2. Standjahr, Heimische stauden

38 36/10 29/09 36/10 36/10 36/09 33/09 33/09 36/10 33/09 27/09 28/10 27/09 27/09 28/10 29/10 28/10 27/09 28/10 28/10 27/09 27/09 27/09 27/09 30/10 36/10 36/10 36/10 39/10 Methanausbeute [Nl/kgoTM] Methanausbeute von Einzelarten der Versuche (Labordaten , Ernte ab Juli bei Trockenmassegehalten zwischen 19% bis 37%) Einjährige Arten Zweijährige Arten Heimische Staudenarten Staudenarten fremder Wuchsgebiete Silomais

39 Trockenmasseertrag [t/ha] Biomasseerträge (1. bis 3. Standjahr) Mischungen mit erweitertem Herkunftsspektrum (Ansaat 2009) 30 Erstes Standjahr (2009) Zweites Standjahr (2010) Drittes Standjahr (2011) Silomais** 10 5 * * 0 nicht bestimmt t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- Saterl. Oldenb. Würzb. Miltenb. ** Silomaiserträge von Praxisbetrieben der Region Saterl. Oldenb. Würzb. Miltenb. Saterl. Oldenb. Würzb. Miltenb. * Spontane Arten nicht separat ermittelt

40 Trockenmasseertrag [t/ha] Biomasseerträge (1. bis 3. Standjahr) Mischungen mit heimischen Stauden (Ansaat 2009) 20 Erstes Standjahr (2009) Zweites Standjahr (2010) Drittes Standjahr (2011) 15 Silomais** nicht bestimmt t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- Saterl. Oldenb. Würzb. Miltenb. Saterl. Oldenb. Würzb. Miltenb. Saterl. Oldenb. Würzb. Miltenb. ** Silomaiserträge von Praxisbetrieben der Region

41 Trockenmasseertrag [t/ha] Trockenmassegehalt [%] Biomasseerträge und TM-Gehalt (2. Standjahr) Mischungen mit heimischen Stauden (Ansaat 2010) spontan * * * f- f+ t- t+ t/v t/p f- f+ t- t+ t/v t/p f- f+ t/p f- f+ t- t+ t/p Saterland Oldenburg Dorsten Würzburg 0 * Spontane Arten nicht separat ermittelt

42 Praxisübliche Technik Praxisfläche bei Würzburg ( )

43 Zusammenfassung Die Entwicklung des Anbausystems steht noch am Anfang; hoher Forschungsbedarf (Ökonomie, Ökologie, Umwelt) Erwartete Vorteile sind die natur- und umweltverträgliche Produktion mit geringem Aufwand Die ersten Ergebnisse bestätigen... den großen Wert für die Tierwelt die Leistungsfähigkeit von Wildkräuteransaaten zur Biogasgewinnung Naturschutz + Bioenergieproduktion auf einer Fläche!

44 Eisatzbereiche Dominanz einzelner Kulturen (Mais): Teilbereiche, Streifen höhere Vielfalt, Landschaftsbild Erosionsschutz: Streifen quer zum Hang/zur Hauptwindrichtung Gewässerschutz: im Einzugsgebiet von Oberflächengewässern; überschwemmungs- und auswaschungsgefährdete Flächen; Wasserschutzgebiete; bei bereits hoher Gewässerbelastung Bei hoher Wildschadensgefährdung ( Schneisen durch frühere Ernte; ) Alternative auf Ungunststandorten (trocken, feucht, steinig, steil )

45 Fazit bietet eine wertvolle Ergänzung zu bestehenden Anbausystemen ist eine Chance für den Lebensraum Agrarlandschaft fördert die öffentliche Akzeptanz für die Biogasproduktion

46 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit